單弓形折流板管殼式換熱器物理模型復(fù)雜,因此選用適應(yīng)性強(qiáng)的正四面體和金字塔形非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,使用gambit劃分網(wǎng)格。網(wǎng)格的數(shù)量直接決定了計(jì)算速度和精度。網(wǎng)格過(guò)少,將不到流場(chǎng)的流動(dòng)特性;網(wǎng)格過(guò)多,一方面會(huì)-消耗計(jì)算機(jī)資源,另一方面大量的數(shù)值耗散積累會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的正確性。所以進(jìn)行網(wǎng)格的獨(dú)立性驗(yàn)證時(shí)十分-的。以一個(gè)單弓形折流板管殼式換熱器模型為例進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證。共三套網(wǎng)格:換熱器整體均為四面體,終網(wǎng)格數(shù)量為1,521,014個(gè);殼程為四面體網(wǎng)格,管程及殼程進(jìn)出口管為六面體網(wǎng)格,終網(wǎng)格數(shù)量為i ,952,621個(gè);由面到體依次畫(huà)網(wǎng)格,終網(wǎng)格數(shù)量為2,冷凝器制造廠家,175,849個(gè)。后面兩套網(wǎng)格計(jì)算結(jié)果相差小于60%綜合考慮計(jì)算精度與計(jì)算花費(fèi),選取第二套網(wǎng)格:終網(wǎng)格數(shù)量為1,952,621個(gè)。
換熱器作為油氣礦場(chǎng)初加工裝置主要的傳熱設(shè)備,換熱器運(yùn)行情況的好壞,直接影響裝置的運(yùn)行效率。由于受到檢修周期及有效檢測(cè)手段的-,換熱器在運(yùn)行過(guò)程缺乏對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確把握,換熱器-運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行故障主要有以下幾種情況:壓降增大:造成原因主要包括:介質(zhì)不潔凈或顆粒雜物太多,使板片或管束結(jié)塘或流道堵塞;受存在的非凝聚氣體影響;此外還和流體的流動(dòng)速度有關(guān),介質(zhì)粘性越強(qiáng)、循環(huán)流動(dòng)越慢,冷凝器價(jià)格,則壓降越大。介質(zhì)內(nèi)漏:換熱設(shè)備內(nèi)的兩種介質(zhì)由于某種原因造成高壓側(cè)介質(zhì)向低壓側(cè)滲漏。換熱器由于處于受壓力、介質(zhì)腐燭性、流動(dòng)磨燭,尤其是固定管板換熱器,還有溫差應(yīng)力,管板與換熱管連接處極易泄漏,導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)漏。還有很多管殼式和板式換熱器經(jīng)常發(fā)生滲漏,尤其是介質(zhì)為循環(huán)水或水和高溫油類的碳鋼換熱器,泄漏頻繁,給生產(chǎn)帶來(lái)-的安全-。泄漏:造成此原因多為密封塾片老化或者密封墊片材質(zhì)選用不適,也可能是各夾緊螺桿的螺母松脫以及一些腐蝕性、氧化性很強(qiáng)旳物料長(zhǎng)時(shí)間沖刷所至。結(jié)據(jù):由于換熱器長(zhǎng)期使用,在熱交換表面形成一定厚度的污塘或水據(jù),增大了熱阻,從而降低了換熱器的傳熱效率。
管殼式換熱器運(yùn)行過(guò)程中的速度矢量分布,在換熱器運(yùn)行過(guò)程中,換熱器殼程入口段的速度矢量值在0.4m/s;川頁(yè)著折流板走向,換熱器殼程內(nèi)砂的速度矢量值在0.6m/s至2m/s之間變化,在折流板上方的砂速度;在折流板逆向換熱器殼程內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方向的背部,固體砂的速度矢量值,大約為0. i m/s。這是由于折流板的阻擋作用,降低了砂的速度。當(dāng)砂粒徑較大更容易在速度降低區(qū)域形成砂沉積,衛(wèi)比砂粒徑0.2m m時(shí)更為明顯。當(dāng)砂粒徑為0.4mm,換熱器運(yùn)行穩(wěn)定時(shí),不銹鋼冷凝器,管殼式換熱器殼程入u處的含砂率較高,冷凝器,大約在so%左右,殼程整體砂體積變化范圍在5%-20%之間,由于本次分析的砂粒徑較大,為0.4mm,故在殼程折流板根部有少量砂沉積,但沉積區(qū)占整個(gè)殼程的體積分?jǐn)?shù)低于5%。